Разработка вторичного эталона единицы длины для измерения уровня жидкости, страница 12

2.4.4.2  Температурное изменение длины мерной ленты.

Дополнительная погрешность измерения уровня, вызванная температурными изменениями длины мерной ленты, носит в основном систематический характер и может быть учтена в соответствии с формулой:

                                         ,                                        (2.30)

где      – коэффициент линейного расширения температурного расширения мерной ленты, ;

           – фактическая температура воздуха;

           – нормальная температура, при которой калибруется мерная лента.

Для углеродистой стали, из которой изготовлена мерная лента .

Таблица 2.4 Зависимость удлинения мерной ленты от ее температуры и длины.

	Дистанция до поверхности жидкости , м
	1	2	4	8	16
-20	-0,444	-0,888	-1,776	-3,552	-7,104
-10	-0,333	-0,666	-1,332	-2,664	-5,328
0	-0,222	-0,444	-0,888	-1,776	-3,552
+10	-0,111	-0,222	-0,444	-0,888	-1,776
+20	0,0	0,0	0,0	0,0	0,0
+30	+0,111	+0,222	+0,444	+0,888	+1,776
+40	+0,222	+0,444	+0,888	+1,776	+3,552
	,мм

В Таблице 2.4 приведены результаты оценки изменений длины мерной рулеточной ленты для различных расстояний и температур. Данной таблицей можно пользоваться для практического учета температурных изменений длины ленты.

Для определения и учета поправки на температурное расширение мерной ленты необходимо сложить значения поправок для ближайшего к измеренному целочисленного (в метрах) значения дистанции. Например, измеренная при температуре  дистанция до поверхности жидкости ; определяем по таблице поправку для , которая равна  и прибавляем ее к измеренному значению дистанции: .

2.4.5  Оценка суммарной погрешности эталона.

2.4.5.1  Оценка систематической составляющей погрешности.

Систематические погрешности, как правило, не проявляются при выполнении наблюдений и вычислений результатов измерений, но способны существенно исказить эти результаты. При разработке СИ, т.е. до начала измерений систематические погрешности более или менее полно исключаются (например, введением аддитивных и мультипликативных поправок, если это возможно). Поэтому при выполнении наблюдений и оценке результатов измерений имеют дело с неисключенными остатками систематических погрешностей.

Погрешность, вызываемая температурное и упругое изменение длины рулеточной ленты носит систематический характер. Величины этих погрешностей учитывают в результатах измерения путем алгебраического сложения с первичными результатами измерения.

,                                                  (2.31)

 если , и, наоборот,  при .

2.5.5.2      Оценка случайной составляющей погрешности.

Случайную составляющую погрешность эталона определим как корень квадратный из суммы дисперсий отдельных слагаемых:

                                         ,                                                  (2.32)

где  – дисперсии отдельных случайных составляющих погрешностей;

           – дисперсия погрешности при считывании показаний по шкале нониуса;

           – дисперсия погрешности “контакта” (из двух серий измерений, на разных расстояниях, выбранная максимальная дисперсия погрешности “контакта”);

           – дисперсия погрешности рулетки;

           – дисперсия погрешности начальной установки ОДУ-э;

           – дисперсия погрешности при определении длинны ОДУ-э.

Суммарная случайная составляющая погрешности метода измерения равна:

.

Анализируя проведенные метрологические исследования можно сделать вывод, что разработанный метод измерения уровня работоспособен и обладает высокими МХ, однако реальные величины погрешности свидетельствуют о необходимости совершенствования аппаратуры при разработке рабочего прибора. Величина суммарной погрешности 0,33мм свидетельствует о необходимости дополнительной стабилизации опорного напряжения компаратора и необходимости увеличения качества токосъемного контакта в измерительной цепи рулеточной ленты. Кроме того, в качестве рулеточной ленты необходимо использовать рулетку более высокого класса точности и аттестовать ее в качестве линейного СИ длины второго разряда.

3  Специальная часть

3.1  Результаты патентных исследований.

В специальной части был проведен патентный поиск на тему: измерение уровня жидкости электроконтактным методом.

Патентный поиск проводится с целью получения исходной информации для обеспечения высокого технического уровня и конкурентоспособности создаваемого средства измерения, а также с целью использования современных достижений в науке и технике, и исключения дублирования исследований и разработок.

Патентный поиск включает в себя:

-  разработку регламента поиска;

-  поиск и отбор патентных документов;

-  систематизация и анализ отобранной документации;

-  обобщение результатов патентного поиска и составление отчета.

Отчет о проведении патентного поиска содержит в себе:

1. Основные технические данные для проведения патентного поиска: патентная рубрика, бюллетень изобретений (СССР, Россия), бюллетень “Промислова власність” (Украина).

2. Перечень стран, по патентным документам которых проводился поиск: СССР, Россия, Украина, Германия, Франция, США, Великобритания, Япония, Швеция, Швейцария, Китай.

3. Справочно-поисковый аппарат: алфавитно-предметный указатель к МПК, годовые систематические указатели, указатели обратных отсылок, таблицы соответствия МПК-МКИ.

4. Глубину поиска: с 1986-2003гг.

5. Фонды, по которым был произведен поиск: отдел патентной информации “ХАИ”, патентная библиотека ХЦНТИ.